粉末冶金鎢坩堝廣泛用於稀土行業，主要用來冶煉和電解制取稀土金屬及其氧化物，其用途十分廣泛。然而在鎢坩堝的冶煉過程中易開裂是一個技術難題，在冶制的過程中，其壓坯狀況受到各種因素的影響，壓制壓力為影響因素之一。

表1  壓制壓力對鎢坩堝壓坯狀況的影響

從以上表格資訊可以看出，壓制壓力對鎢坩堝壓坯狀況具有一定的影響，壓制壓力太高或太低均會影響鎢坩堝壓坯的合格率。


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WC的熱膨脹係數為 3.84*10^-6K^-1，Co的熱膨脹係數為12.5*10^-6K^-1。由於兩者熱膨脹係數的差異，燒結體冷卻後，鈷相的收縮便受到碳化鎢晶粒的阻礙，從而使得合金中碳化鎢和鈷相存在兩個方向相反的作用力：WC顆粒受到壓應力作用，粘結相受到拉應力作用。因此，硬質合金球材料在冷卻後因為高Co中間過渡層的存在會導致硬質合金球表層區與芯部區產生殘餘壓應力，中間過渡層相應地存在殘餘拉應力。

根據斷裂力學的相關知識，壓應力對裂紋起到閉合作用，拉應力將促使裂紋擴展。室溫下硬質合金球中表面的殘餘壓應力的存在將會使得表面裂紋的形成困難，這是產生合金整體強化效果的重要原因。此外，裂紋一旦形成並擴展至富鈷區時，儘管富鈷區存在殘餘拉應力，將加速裂紋在Co相以及WC/Co相介面擴展，但是由於該區鈷相含量高，鈷良好的塑性變形大量消耗甚至耗盡裂紋前端的能量，有效地阻礙了硬質合金球裂紋的擴展。同時，由於富鈷層中的鈷固溶了較多的W，部分強化了Co，有利於阻礙裂紋的擴展。




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硬質合金球在製作過程中，滲碳後的硬質合金球的表面硬度高於未經過滲碳的燒結態硬質合金的硬度；隨著滲碳時間增加，合金的表面硬度值先增大後減小。其原因在於硬質合金球在滲碳處理過程中，在其內部形成了鈷的梯度分佈，表面的鈷含量降低，從而導致合金的表面硬度增大，相應地提高了合金的耐磨損性能。在滲碳處理過程中，隨著滲碳時間的延長，合金表層的WC晶粒有長大的趨勢，晶粒的長大將會使得合金的硬度降低，適當的梯度層厚度對提高合金的性能非常有利。

滲碳後形成梯度的硬質合金球的抗彎性能明顯優於燒結態的均勻的硬質合金球。材料的抗彎強度主要取決於WC晶粒的大小和鈷相厚度。在燒結過程中，隨著溫度的升高，WC晶粒逐漸長大，晶粒的比表面積減小，從而晶粒與晶粒之間的接觸面也減小，燒結體斷裂時的路徑縮短，加速燒結體發生斷裂；反之，WC晶粒越小，材料的斷裂過程中斷裂的路徑越長，增加了斷裂面積，有利於阻止材料發生斷裂。故過長時間的滲碳由於易於引起表面WC晶粒的過分長大，加速了硬質合金球斷裂的萌生，導致其橫向斷裂強度的下降。




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硬質合金球由於具有拋光性好、能量消耗低、化學性能穩定、耐磨、耐高溫、耐腐蝕，及可回收利用等優良特性，使其在石油鑽探抽油、制筆等領域被廣泛應用。

硬質合金球材料在滲碳初期階段，隨著滲碳時間的增加，硬質合金球材料的橫向斷裂強度值也相應的逐漸增加，滲碳達到一定時間以後，硬質合金球材料的橫向斷裂強度開始隨著滲碳時間的增加而減小。這主要是因為，在滲碳處理初期，隨著硬質合金梯度結構厚度的增加，硬質合金的橫向斷裂強度逐漸增大，但是當硬質合金球的梯度結構厚度超過一定值時，此時硬質合金芯部WC+Co+η三相區域過小，反而不利於合金的橫向斷裂強度的提高，為了獲得良好的綜合力學性能的硬質合金球，適當大小的WC+Co+η三相區域是非常重要的。




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劍柄的配重有如下三種基本方法：
(一)劍柄配重的第一種方法是在柄端加入鎢合金配重。這使得配重盡可能遠離尖端，因此這是降低平衡點以及增加配重的最有效的方法。在美觀，耐用性等方面鎢合金也有很大的優勢。而且鎢合金可製成柄端內部的配重。
(二)劍柄配重的另一種方法是在手柄上加入鎢合金配重。這使得劍的手柄的直徑更長，更容易製作。然而，由於重量比在刀刃上更重，因此在相同的平衡點上它需要比柄端的配重更重。手柄的配重最常用的方法是環繞手柄線，這也可用於各類鎢合金配重中。
(三)鎢合金核心配重的方法是將劍的手柄加入中空核心材料中。鎢合金核心配重基本上沒有劍的外觀效果，是增加相當數量的低中心的鎢合金配重的相對容易的方法。然而，通常很難精確的控制一個自定義的長度，或採用較為少見的方法鋸一個大直徑的金屬螺栓。

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賽車上使用鎢合金配重的優勢：
1、高比重：鎢合金的密度一般為16.5~19.0g/cm^3，即相當於鋼密度的兩倍以上，將鎢合金配重加入車內，可以保持賽車在運動中的高表現，提供車的可控制度。
2、高抗拉強度和硬度：燒結態W-Ni- Fe高密度合金的抗拉強度為800~1000MPa，熱處理和形變加工處理後其強度可提高到1300~1500 MPa。由於鎢合金的高抗拉強度和硬度，所以它可以用於有限空間，如賽車內。
3、延性好：W-Ni-Fe高密度合金具有很好的延性，其燒結態的伸長率可以達到10%~15%，經真空或氣氛脫氫處理後，伸長率可提高到20%~30%。
4、良好的導熱性及較低的線脹係數：其導熱係數為模具鋼的5倍，其線脹係數只有鐵或鋼的1/2~1/3.
5、良好的耐腐蝕性和抗氧化性：可以延長賽車的使用壽命，節約成本。
6、良好的可焊接性：高密度合金可以用銅、銀焊接料進行釺焊。
7、良好的機加工特性：由於W-Ni- Fe高密度合金具有很好的延性，可以進行車、銑、刨、車螺紋和攻絲等機加工。

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粉末冶金鎢坩堝廣泛用於稀土行業，主要用來冶煉和電解制取稀土金屬及其氧化物，鎢坩堝的使用壽命比鉬坩堝等其他坩堝的長，而且更耐腐蝕，應用領域十分廣泛。粉末冶金生產的鎢坩堝底部易開裂，該壓坯狀況受到不同粉末及配料的影響。

表1 不同粉末及配；料對鎢坩堝壓坯狀況的影響

1# 粉是整形時切削下的或壓制廢品經破碎後孔徑為85μm的篩的粉末。從以上表格可以看出採用後兩種粉末時，壓坯不會出現裂紋，但由於考慮到尺寸的均勻性及成本的降低，實際生產中較多地使用1# 粉+2# 粉（配料比例1:3），經由生產實踐表明，非單一粒度組成的粉末壓制性較好，因為這時小顆粒容易填充到大顆粒之間去，壓坯強度和密度都會增加，彈性後效減小，容易得到高密度的合格壓坯。


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鎢坩堝（英文名稱：tungsten crucibles）是金屬鎢製品之一，主要分為燒結成型（應用到粉末冶金技術），衝壓成型，旋壓型。利用鎢棒車削加工成型（一般尺寸比較小），焊接成型多種，採用純鎢板，鎢片和純鎢棒經相應的工藝加工而成。由於鎢坩堝具有熔點沸點高，高溫強度好，抗磨耐腐蝕，熱傳導率大，熱膨脹係數小，淬透性而被廣泛應用于藍寶石單晶生長爐之中。

縱使鎢坩堝有一系列的特性，然而在藍寶石高強度的工作下，會導致鎢坩堝失效。導致鎢坩堝失效的原因有很多，除了熱映了及機械損傷外，裂紋滲透液是重要的原因之一。裂紋滲透主要指的是鎢坩堝工作過程中，三氧化二鋁溶液侵入和填充到坩堝的裂紋中，因為兩者的物理，化學和力學性能等不盡相同，會使得原有的裂紋擴展而不斷滲透，最終導致鎢坩堝失效。




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硬質合金球一般是在惡劣的環境中工作。硬質合金球具有很高的硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及耐高溫等，因此主要應用於抽油泵、火電廠水除灰排渣系統、流體密封用旋轉球等配件中。

硬質合金球在1440℃氣壓燒結60min後再於1400℃經過不同時間滲碳處理，在同樣的製備工藝下，隨著碳含量的減少梯度硬質合金的橫向斷裂強度明顯降低，碳含量為5.5%左右的原料粉末製備出的梯度硬質合金橫向斷裂強度，遠遠高於其他兩種碳含量的原料粉末製備出的梯度硬質合金橫向斷裂強度。其原因在於碳含量影響合金的緻密化和液相出現溫度等。缺碳程度過高，液相出現溫度升高，相當於降低了燒結溫度，因此在相同的燒結條件下，其滲碳前軀體的緻密化程度不高，存在較多的孔隙。此外，提高碳含量會增大W和C在鑽相中的固溶度，部分強化了Co，有利於提高其斷裂強度。




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